1.6 抛物线拟合指针
在扫查图像的分析和处理中，抛物线指针主要用于缺陷的定位和定量。 A扫有一个很大的缺陷就是信号的识别性不好。而TOFD技术通过连续的扫查将大量的A扫信号集中起来组成连续的一幅图像，因此在TOFD扫查结果中，不管是B扫还是D扫，缺陷的识别都比在A扫中容易的多。
在TOFD扫查图像中，由于声束的衍射、扩散等等，缺陷会呈现特殊的形状，但是只要掌握TOFD信号显示的特点和规律，对于缺陷的识别也是不难的。只是在TOFD图像的识别中，测量信号的深度和缺陷的尺寸都需要借助特别的工具-抛物线指针，用来与缺陷的特征弧线进行拟合，这样才可以保证缺陷位置、高度和长度的测量准确性。
在TOFD扫查过程中，由于缺陷衍射信号的传输时间随着探头位置的变化而变化，所以不管是B扫还是D扫，无论是点状缺陷还是线性缺陷，缺陷的端点都会形成一个TOFD技术特有的、向下弯曲的特征弧形显示。
我们拿均匀厚度试块上的单个点来举例。当这个点位于由探头声束中心线所在的垂直平面上并且到两探头的距离相等时，信号传输时间最短。如果探头装置向任何一方移动一点，信号仍然会存在，因为这个点仍然在探头发出的声场范围内。但是由于距离的增加，信号传输的时间就会变长，显示屏上信号出现的位置也就会出现一定的延时。这样的话，通过连续的扫查就会产生一幅具有向下弯曲特性的显示图像。如下图就是一个典型的点状缺陷在TOFD扫查中的成像。通过调校后的抛物线可以很好的拟合起来。
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但是对于线性缺陷来说，如果其处于同焊缝水平的位置，而且探头装置移动方向与缺陷方向一致，那么移动过程中始终有位于探头声束中心线所在的垂直平面上的点的衍射信号最先被接收。虽然由于波束扩散，较远一点的衍射信号能够被接收到，使得单个信号的图形表现成弧形，但是整个条形缺陷所得到的信号是沿缺陷长度方向的所有弧线曲线的综合，各信号可以产生互相抵消性干涉，使得缺陷中部各点衍射信号所表现出来的A扫组合信号呈直线，只是在两端会呈弧线形状。如下图就是一个条状缺陷。
1.6.1 用抛物线指针测量缺陷长度
在TOFD的非平行扫查（D扫）图像中测量缺陷的长度不会像测量深度那样根据信号出现的精确时间来计算，而是通过测量信号两端的位置来估算的，有时
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还需要根据波束的扩散来进行修正。
与工件表面平行的埋藏缺陷的长度测量比较简单。测量时，首先将抛物线的指针与缺陷图像的左端点弧形进行拟合，然后再对右端点弧形进行拟合，计算扫查方向上两个抛物线位置之差，便是该缺陷的长度。
对于弯曲或者走向倾斜的缺陷，测量其长度比较困难。典型的情况是底面开口裂纹，其在深度上的轮廓呈现为曲线，多数情况下近似于椭圆曲线，这主要因为他们是从表面原始缺陷开始扩展而形成的，因此在D扫图像中该类裂纹信号显示的是曲线而不是直线。对于底面开口裂纹，当看到图像中信号弯曲而且形成一个顶部的时候，应该采用曲线型测量技术来测量长度。
曲线型测量技术主要方法为：移动抛物线指针使其尽量与弯曲信号的两侧拟合，如果不能完全拟合，则尽量使抛物线指针与信号末端的三分之一相拟合，然后测量两抛物线指针的距离，即为缺陷的长度。抛物线指针拟合的越好，则测量的误差会越小。
1.7 对比试块
对比试块也可称为参考试块，是指用于TOFD检测校准的试块。TOFD检测校准通常包括两项内容： 增益校准和扫查分区校准。
对比试块的一般要求
对比试块应该采用与被测工件声学性能相同或者相似的材料制成，其外形尺寸应能代表工件的特征和满足扫查装置的扫查要求，试块厚度应与工件厚度相对应。
检测曲面工件的焊缝时，应选择与工件有相近曲率的试块。 对比试块的厚度要求 1. 最大厚度
由前面叙述可知，当裂纹下尖端相对于探头的折射角度为38°时，其衍射信号波幅下降到0。为了避免在试块底面附近出现这一不利情况，需要规定试块的最大壁厚。
一般规定是：试块的厚度应保证探头入射点到试块底面连线与试块底面
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法线间的夹角不小于40°。 2. 最小厚度
试块的最小厚度应该使得声束的交点处于试块内。
1.8 TOFD技术的优点和局限性
总的来说，TOFD技术有很多优点：
1. 可靠性好，由于利用的是波的衍射信号，不受声束角度的影响，缺陷的检出率比较高。 2. 定量精度高。
3. 检测过程方便快捷。一般一人就可以完成TOFD检测，探头只需要沿焊缝两侧移动即可。
4. 拥有清晰可靠的TOFD扫查图像，与A型扫描信号比起来，TOFD扫查图像更利于缺陷的识别和分析。
5. TOFD检测使用的都是高性能数字化仪器，记录信号的能力强，可以全程记录扫查信号，而且扫查记录可以长久保存并进行处理。
6. 除了用于检测外，还可用于缺陷变化的监控，尤其对裂纹高度扩展的测量精度很高。
但是TOFD技术也有它自身的局限性：
1. 对近表面缺陷检测的可靠性不够。上表面缺陷信号可能被埋藏在直通波下面而被漏检，而下表面缺陷则会因为被底面反射波信号掩盖而漏检。 2. 缺陷定性比较困难。
3. TOFD图像的识别和判读比较难，需要丰富的经验。 4. 不容易检出横向缺陷。 5. 复杂形状的缺陷检测比较难。 6. 点状缺陷的尺寸测量不够精确。
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第二章 TOFD技术的信号处理以及硬件系统知识
2.1 模拟信号与数字信号
自然界中存在着很多在时间和数量上都是连续的物理量，称为模拟量。比如日常生活中常见的有：压力、温度、声音等等。在工程上常用传感器将模拟量转换为电流、电压、电阻等电信号，称为模拟信号。超声波检测使用的脉冲信号是模拟信号的一种。
自然界中还存在另外一种时间和数值上都表现出离散特性的物理量，也就是说它们在时间上是不连续的，总是发生在一系列离散的瞬间，这类物理量也称为数字量。比如股票的价格、国家GDP总量、文章的字数等等。用来表示数字量的信号称为数字信号。
数字信号通常用数字波形表示，数字波形是逻辑电平与时间的关系。逻辑电平通常用0和1来表示，这个0和1区别于十进制中的数字，它们是逻辑0和逻辑1，可以称为二值数字逻辑或简称数字逻辑。在电路上，用电子器件的开关特性很容易实现数字信号的数字逻辑0和1。如下图的脉冲波形，此时，数字波形和脉冲波形的关系是统一的，区别是表达方式不同，前者用逻辑电平表示，后者则用电压值表示（如下图所示）。
在电子和信息技术系统中，数字信号具有非常重要的地位和意义。模拟信号有很多的局限性，比如容易失真，精度低，抗干扰能力差，远距离传输和大规模
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